SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
l5?fF6#j
在本课中，我们展示如何将球面替换成非球面，从而改善像质。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 be ^09'
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： #9HQW:On
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） h( lkC[a&
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： Ww (($e!
FETCH 6 AGxtmBB ;
PANT iF.eBL%
VLIST RAD 1 2 3 4 6 zGm#er E
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH 8#NI`s*
VY 3 TH 20 3 M]\p9p(_
VY 5 TH g u'Y k
VLIST GLM 1 3 p#-;u1-B
END uU_0t;oR3
@ y )'h]d
AANT #g)$m}tv?
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION xLUgbql-
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL S1_X @[t
)(&Z&2~A
GNR .5 1 3 2 0 1h.Yp z u
GNR .5 1 3 2 .5 +59tX2@Q
GNR .5 1 3 2 .7 /^#8z(@B
GNR .5 1 3 2 1. /CpU. ^V
GNR .5 1 2 1 0 2&L2G '
GNR .5 1 2 3 0 6 [q<%wA
GNR .5 1 2 1 1 D{b*,F:&@)
GNR .5 1 2 3 1 (X!?#)fyn
END '|v??`o #
>Ln/ )j
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS mkJC *45
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES <<xUh|zE
P)h ZFX
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： SV-M8Im73z
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 3*N-@;[>b
VY 1 G 3 $UgQ1Qc
VY 1 G 6 SONv] ));
VY 1 G 10 wHGiN9A+
F*&A=@/3
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： ]p,sve vo
SPECIAL SURFACE DATA C26vH#C
______________________________________________________________________________ <"Ox)XG3]W
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE } Mh@%2$
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) u`%Kh_
W u4` 3
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 Ek0zFnb[Gx
ADEF 1 PLOT. ;< aT| 4
Im7t8XCG
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 ^lF 'KW$
M 0 100 CLINK 3~Qvp )~
ADEF 1 z_)`='&n
CD1 FILE 6 XkG:1H;Q%
= CD1 = F!_ivV
E?L^ L3s
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 J$9`[^pV
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 03 ]
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： T d7f
FINAL 5 5xHP5+&
ABERRATION LIST `s0`kp
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT jRk" #:
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 `v]|x,l+C
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 ~ULD{Ov'F
(\CT
"u-
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 M
Y2=lT
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 {F Ir|R&
h KZ<PwBi
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 ;WF3w
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 J}$St|1 y
wt8?@lJ"/
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 Y[(U~l,a+
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 vG`;2laY
xJ2 DkZ
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 0QWc1L
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 B=4xZJ Py
/< OoZf+[
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 <{t*yMr
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI **oa R
BUFFER? fyRSg B00$
({"jL*S,q
看看放在哪里。 D*!UB5<>/t
BUFF? *%[L
@WF
s)gU vS\
The current FILE BUFFER contains *wSz2o),
1 0.02051954 BEST FIT CV <BUKTRq
2 48.73404382 BEST FIT RD Cb`2" mpWS
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT =vd9mb-
4 0.50763222 VOL. REMOVED e`N /3q7
5 0.00097815 PEAK DIFF. rc_K|Df
6 0.00031781 RMS DIFF. 6~:eO(pK
l
i! |OFU6
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ u $vA9g4
SYNOPSYS AI>ASY PVND vUce
a#U2y "
SPECIAL SURFACE DATA +>w %j&B
______________________________________________________________________________ e-4 Qw #cw
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE W8@o7svrh
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) r5 k{mV+
_LYI #D
ADEF 1 PLOT VL[ }
ZxDh94w/
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 <-Hw@g
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 )BJ Z{E*
通过拾取FILE 5，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 []\=(Uc;
M 0 50 CLINK Vo G`@^s
ADEF 1 M5C%(sQ$
CD1 FILE 5 5 3g(:eB
= CD1 2^V/>| W>w
)2&U
R t.
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 y3^>a5z!x
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES "DpgX8lG_
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 <i!:{'%
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时要确保它们易于制造。
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